2017年高考物理 高频考点穿透卷 专题16 电场的性质（含解析）
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2017年高考物理 高频考点穿透卷 专题16 电场的性质（含解析）
专题16 电场的性质
主要题型 2016年 2015年 2014年 2013年 2012年 场强与电势全国卷丙 的关系 T15 全国卷ⅠT21 全国卷ⅡT19 一。场电势系 (一）再现 1
。
场强的叠加 全国卷Ⅰ T15全国卷ⅡT18 强和的关
电荷的运动全国卷乙全国卷Ⅰ与电场的性T20全国卷T15全国卷质 甲T15 ⅡT24 全国卷ⅠT25 真题
(2016丙卷）静电
全国关于
场的等势面，下列说法正确的是（ ） A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等
D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功 【答案】B
【题型】选择题 【难度】较易
2。（2014·新课标Ⅱ）关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（ )
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A．电场强度的方向处处与等电势面垂直 B．电场强度为零的地方,电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低 D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 【答案】AD
【解析】电场中场强为零的位置是绝对的，而电势为零的位置是人为选取的；再者场强的大小表征着电势随空间的变化率，而与电势的大小无关，故B错误；由沿电场线方向电势降低,可知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关，故C错误． 【题型】选择题 【难度】较易
3. （2014全国卷Ⅰ）如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点，∠M＝30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、
φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则( ）
A．点电荷Q一定在MP的连线上 B．连接PF的线段一定在同一等势面上
C．将正拭探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 D．φP大于φM 【答案】AD
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2017年高考物理 高频考点穿透卷 专题16 电场的性质（含解析）
点电荷形成的电场中等势面是球面,故选项B错误;正试探电荷与Q同号，所以受斥力作用,故将其从P点搬运到N点时，电场力做正功,故选项C错误；由几何关系知点电荷Q距M的距离大，距P的距离小，所以φM<φP,故选项D正确． 【题型】多选题 【难度】较难 （二）试题猜想
4.(2016·江苏)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( ）
A．A点的电场强度比B点的大 B．小球表面的电势比容器内表面的低 C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同 【答案】 C
【题型】选择题 【难度】一般
5.图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线（带有箭头为电场线）示意图，已知两个相邻等势面间的电势差相等,则（ ）
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2017年高考物理 高频考点穿透卷 专题16 电场的性质（含解析）
A. a点和d点的电场强度一定相同 B。 a点的电势可能等于b点的电势
C. 将负电荷从c点沿任意路线移到d点的过程中,电场力做功为零 D. 将正电荷从c点沿虚线移到e点,电势能先增大后减小 【答案】CD
【解析】a点和d点的电场强度方向不同，则这两点的电场强度不同,故A错误；沿着电场线的方向，电势越来越低，由图示可知，a点电势比b点电势低，故B错误；由图示可知，c与d两点在同一个等势面上，将负电荷从c点移到d点,电场力做功为零,故C正确；将正电荷从c点沿虚线移到e点,电场力先做负功，后做正功，因此电荷的电势能先增大后减小，故D正确。 【题型】选择题 【难度】一般
6。如图所示，在等边三角形ABC所在平面内有一匀强电场,将一带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点，电场力均做负功且数值相同，D点是AC的中点．下列说法正确的是
A。 B点的电势等于D点的电势 B。 A点的电势等于C点的电势 C. 电场的方向由A指向C D. 电场的方向由B指向D
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【答案】A
【题型】选择题 【难度】较难 二。场强的叠加 （一）真题再现
7.(2013新课标II）如图，在光滑绝缘水平面上。三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为
A．
3kq3kq23kq3kq B． C． D． 22223llll
【答案】B
【题型】选择题 【难度】较难
8。（2013新课标Ⅰ)如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为（k为静
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电力常量）
A. k3q10q B。 k R29R2
C。 kQq 9R2 D。 k9Qq 9R2【答案】B
【解析】根据题述b点处的场强为零，可知a点处电荷量为q的固定点电荷在b点产生的电场的场强与圆盘在b点产生的电场的场强大小相等方向相反，即圆盘在b点产生的电场的场强大小EQ=kq10qq.根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理，d点处的电场E= k+ E=k，Q22R29R3R选项B正确。 【题型】选择题 【难度】一般 （二）试题猜想
9．直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A。错误!，沿y轴正向 C.错误!，沿y轴正向 【答案】B
B.错误!，沿y轴负向 D。错误!，沿y轴负向
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【题型】选择题 【难度】较难
10.如图，两电荷量分别为Q（Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是( ）
A．b点电势为零，电场强度也为零
B．正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右 C．将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大 【答案】BC
【解析】因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零，但是电场强度不为零,A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向平行于x轴向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点,电场力做功相等，电势能变化相同，D错误．
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【题型】多选题 【难度】一般
111．（2013江苏物理) 下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀
41分布，各圆环间彼此绝缘。 坐标原点O处电场强度最大的是
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【答案】B
【题型】选择题 【难度】较难
12。在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的可看作质点的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示．现让小球A、B、C都带电荷量为Q的正电荷，让小球D带电荷量为q的负电荷，若四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为( ）
A。错误! B。错误! C．3 D。错误! 【答案】D
【解析】设等边三角形的边长为a，由几何知识可知，BD＝a·cos 30°·错误!＝错误!a，以BkQ2
为研究对象，由平衡条件可知，2cos 30°×2＝错误!，解得错误!＝错误!,D项正确．
a【题型】选择题 【难度】一般
二.电荷的运动与电场的性质 （一）真题再现
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13．（2016全国卷Ⅰ）如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（ )
A．Q点的电势比P点高
B．油滴在Q点的动能比它在P点的大 C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 【答案】AB
【解析】由于油滴受到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向,因此电场力竖直向上，且qE>mg，则电场方向竖直向下，所以
Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减
小,C选项错误；当油滴从P点运动到Q点的过程中,合外力做正功，动能增加，所以Q点动能大于P点的动能，B选项正确. 【题型】多选题 【难度】一般
14．(2016全国卷Ⅱ)如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则（ )
A．aa〉ab>ac，va〉vc>vb B．aa>ab〉ac,vb>vc>va C．ab〉ac>aa，vb>vc〉va D．ab〉ac>aa，va>vc>vb 【答案】D
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【题型】选择题 【难度】一般
15.(2015全国卷Ⅰ）如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、
Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等．则( )
A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQ B．直线c位于某一等势面内,φM＞φN C．若电子由M点运动到Q点,电场力做正功 D．若电子由P点运动到Q点,电场力做负功 【答案】B
【解析】电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等，有WMN＝WMP＜0,而WMN＝qUMN,WMP＝qUMP，q＜0，所以有UMN＝UMP＞0，即φM＞φN＝φP,匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有φM＝φQ,故A错误，B正确；电子由M点到Q点过程中，WMQ＝q(φM－φQ）＝0，电子由P点到Q点过程中，WPQ＝q(φP－φQ)＞0,故C、D错误． 【题型】选择题 【难度】一般
16．（2015·新课标全国Ⅱ)如图，一质量为m、电荷量为q（q＞0)的粒子在匀强电场中运动,A、
B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；
它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差．
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【答案】错误!
【题型】计算题 【难度】一般
17．(2014新课标Ⅰ）如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，∠BOA＝60°，
OB＝错误!OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰
好通过A点．使此小球带电，电荷量为q（q>0），同时加一匀强电场，场强方向与△OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g.求
(1)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值； (2）电场强度的大小和方向．
【答案】（1）错误! (2）错误!,方向与竖直向下成30°夹角
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（2)加电场后，小球从O点到A点和B点,高度分别降低了和错误!,设电势能分别减小ΔEpA和
2ΔEpB，由能量守恒及④式得
ΔEpA＝3Ek0－Ek0－错误!mgd＝错误!Ek0⑦ ΔEpB＝6Ek0－Ek0－错误!mgd＝Ek0⑧
在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的．设直线OB上的M点与A点等电势，M与O点的距离为x，如图，则有
错误!＝错误!⑨
d
解得x＝d.MA为等势线，电场必与其垂线OC方向平行．设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α，由几何关系可得
α＝30°⑩
即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°.
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设场强的大小为E,有qEdcos 30°＝ΔEpA ⑪ 由④⑦⑪式得E＝错误!⑪ 【题型】计算题 【难度】困难 （二）试题猜想
18．(2015四川理综)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平．a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零．则小球a（ ）
A．从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 B．从N到P的过程中,速率先增大后减小 C．从N到Q的过程中，电势能一直增加
D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量 【答案】BC
【解析】a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90°，所以库仑力整个过程做负功.小球a从N到Q的过程中,库仑力增大，库仑力与重力的夹角减小，所以它们的合力一直增大，故A错误;
带电小球a受力如图所示,在靠近N点的位置,合力与速度夹角小于90°，在D点合力与速度夹角大于90°，所以小球a从N到P的过程中，速率应先增大后减小，故B正确；从N到Q的过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故C正确；根据能量守恒可知，P到Q的
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过程中，动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和，故D错误． 【题型】多选题 【难度】一般
19。如图所示，已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点,＋Q处在椭圆的一个焦点上，一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷＋Q运动,则下列说法正确的是（ )
A．负电荷在a、c两点所受的电场力相同 B．负电荷在a点和c点的电势能相等
C．负电荷由b运动到d的过程中电势能增加，动能减少 D．负电荷由a经b运动到c的过程中，电势能先增加后减少 【答案】BC
【题型】多选题 【难度】较难
20．(2015安徽)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E（图中未画出）,由
A点斜射出一质量为m，带电量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示，其
中l0为常数．粒子所受重力忽略不计．求：
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功； (2）粒子从A到C过程所经历的时间； (3）粒子经过C点时的速率．
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【答案】(1）3qEl0 (2)3错误! (3）错误!
【解析】(1）粒子从A到C过程中电场力对它做的功
W＝qE(yA－yC）＝3qEl0①
(3)粒子由D到C过程中
x轴方向:2l0＝vD·2T⑧ y轴方向：vCy＝a·2T⑨ vC＝错误!⑩
由⑥⑧⑨⑩式解得：vC＝错误!⑪ 【题型】计算题 【难度】困难 滚动训练
1．多用电表的使用
(1)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：
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①将K旋转到电阻挡“×100\"的位置。
②将插入“＋”、“－\"插孔的表笔短接，旋动部件___(选填“C\"或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线.
③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图甲所示.为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1”、“×10”、“×1 k\"）的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量。
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx 的关系式为_________________；
（3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻。该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图3中_____(选填“A\"或“B”)方式连接。
(4）在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图4甲所示，读数为____ Ω，这时电压表的读数为如图乙所示.若该欧姆挡内阻为24 kΩ,则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为____V(计算结果保留两位有效数字).
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【答案】（1）D ×10（2）I＝
E(3）A（4)30 k 2.9
Rg＋R0＋Rx＋r(
3)欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连,与电压表构成一闭合回路,电流从负极流出，进入电压表的正极,所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ,电压表的读数为：1。60 V。
（4）由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ,与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：
E＝I(R＋r)＝
1.6044
×（2.4×10＋3×10) V≈2。9 V.
30 000【题型】实验题 【难度】较难。
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